类加载器介绍

JVM预定义了三种类加载器：

引导类加载器（Bootstrap），引导类加载器是用 C++ 编写的（所以获取BootstrapClassLoader会获得null，开发者无法直接获取到启动类加载器的引用）。它主要负责核心的类库加载，其加载路径（没有修改情况下）如下所示：
- <JAVA_HOME>/jre/lib/*.jar
- <JAVA_HOME>/jre/lib/classes/<br />
扩展类加载器（Extension），扩展类加载器的具体实现类是 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader （它属于 Launcher 的内部类，所以有个 $ 符号）。它的类加载路径（没有修改情况下）如下所示：
- <JAVA_HOME>/jre/lib/ext/
- C:/WINDOWS/Sun/Java/lib/ext/
应用类加载器（Application），应用类加载器的具体实现类是 sun.misc.Launcher$AppClassLoader ，它也是 Launcher 的内部类。它的加载路径如下所示：
- 环境变量的CLASS_PATH指定的目录（不使用命令行参数）
- -Djava.class.path=<path> （或者 -classpath 指定的加载路径，该条会覆盖前面那条）
  
  总之，生效优先级： -classpath > -Djava.class.path=<path> > 环境变量的CLASS_PATH

Tips: AppClassLoader 和 ExtClassLoader 都是由 BootstrapClassLoader加载的，因为这两个都在 **rt.jar** 包下的。

自定义类库加载路径

创建一个类 Test4Jar （当然读者可以看各自对的喜好命名，记得要设置包名）

package codeleven;
import java.io.*;
public class Test4Jar {
    public static void sayWhichClassLoader() {
        // 输出当前这个类的类加载器
        System.out.println(Test4Jar.class.getClassLoader());
    }
}

将 Test4Jar 打包为jar包

jar -cvf Test4Jar.jar ./codeleven/Test4Jar.class

编写一个测试程序调用 Test4Jar.sayWhichClassLoader() 方法

import codeleven.Test4Jar;
public class AppTest {
    public static void main(String[] args) {
        Test4Jar.sayWhichClassLoader();
    }
}

接下来会使用上面两个东西，测试三种加载器如何加载自定义类库的方法：

引导加载器加载自定义类库

将 Test4Jar.jar 放入某个目录（笔者放到 E:\java\ 目录下），随后启动 AppTest
注意 -Xbootclasspath 有三种形式：

-Xbootclasspath: 会使用指定的jar包**（不能是路径）覆盖**java的核心类库（不推荐，因为每个类库都要手动加到路径里面去）
-Xbootclasspath/a: 会追加 指定jar包/文件夹 给引导类加载器，即先加载java核心类库再加载自定类库
-Xbootclasspath/p:
会在加载java核心类库 **之前** 加载指定jar包/文件夹
```
# windows powershell
java "-Xbootclasspath/a:E:\java\Test4Jar.jar" AppTest
```
输出结果是null，证明是 BootstrapClassLoader （读者可以获取 sun.boot.class.path 确认加载路径）。

扩展类加载器加载自定义类库

将Test4Jar.jar放到 JAVA_HOME /lib/ext（或者指定 -Djava.ext.dirs=<path> ），启动 AppTest
注意 -Djava.ext.dirs 会覆盖原先的扩展类库路径，所以在使用时一般都会指定原来的扩展类库。
另外 -Djava.ext.dirs 参数一定要使用文件夹，单个jar包无效

# windows powershell
java "-Djava.ext.dirs=%JAVA_HOME%\lib\ext;E:\java" AppTest

应用类加载器加载自定义类库

把Test4Jar.jar放到某个目录下，然后指定 -Djava.class.path=<path> ，启动 AppTest ，就能看到打印出

总结

如果在开发环境使用到类似 -Djava.ext.dirs 亦或者 -Xbootclasspath 这类参数，一定要注意它是支持文件夹导入还是单个库导入，另外还得注意是否会覆盖原来配置的问题（除了Bootstrap加载器可以指定，后面两个都会覆盖原来的java类库），否则很容易发生找不到java核心类库的错误。

懒加载LazyLoading（Lazy Initializing）

JVM 规范里没有定义何时应该加载字节码，但是规定了遇到以下情况必须加载字节码：

遇到new、putstatic、getstatic、invokestatic这四条字节码指令时，如果类没有进行过初始化，则需先触发其初始化。上述四条指令分别对应：创建新对象、 对静态字段赋值、 获取静态字段（对final属性无效，因为final属性在编译阶段就在常量池里）、 调用静态方法 这四个场景。
使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候，如果类没有进行过初始化，则先触发其初始化
当初始化一个类时，该类的父类尚未初始化，则先初始化父类
虚拟机启动时，初始化用户指定执行的 包含main()方法的主类
当使用JDK7的动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果是REF_getstatic、REF_putstatic、REF_invokestatic的方法句柄，并且这个方法句柄对应的类没有初始化，则触发初始化。

双亲委派模型

双亲委派模型是一种委派关系，内部是使用组合来实现“继承”关系。比如想要加载 XXOO.class 时：

先去询问 AppClassLoader 是否加载过 XXOO.class ；如果加载过就直接返回，没加载过就去问父类加载器（即 ExtClassLoader ）是否加载过；
ExtClassLoader 收到请求，也先去查自己是否加载过 XXOO.class ；如果加载过就直接返回，反之去问父类加载器（即 BootstrapClassLoader ）是否加载过；
BootstrapClassLoader 去检查自己是否加载过，加载过就直接返回；没有加载过就返回
BootstrapClassLoader 没加载过， ExtClassLoader 尝试自己去查找（调用 findClass() ）；找到就返回，没找到就让子加载器去找（即 AppClassLoader ）去找
ExtClassLoader 没查找到， AppClassLoader 尝试自己去查找，找到就返回；没找到就抛出 ClassNotFound 异常

双亲委派.jpg
FROM 《百度百科》

常见问题

Q1：如果我引入了两个相同包名、类名但版本不同的包，应用会报错吗？

A1：不会报错，它会按引入的顺序选择加载；比如我 classpath 先给定1.1版本再给定1.0版本：

G:\workspace\test\target\classes>java -classpath ".;C:\Users\Administrator\Desktop\test-overview-1.1-SNAPSHOT.jar;C:\Users\Administrator\Desktop\test-overview-1.0-SNAPSHOT.jar"  cn.codeleven.TestApp

I'm Test Library v1.1
只出现在1.1版本里

--------------------------  -verbose:class ----------------------------------------
[Loaded cn.codeleven.TestLibrary from file:/C:/Users/Administrator/Desktop/test-overview-1.0-SNAPSHOT.jar]
I'm Test Library v1.0
[Loaded cn.codeleven.Just1_1Version from file:/C:/Users/Administrator/Desktop/test-overview-1.1-SNAPSHOT.jar]
只出现在1.1版本里

比如我先给定1.0版本再给定1.1版本：

G:\workspace\test\target\classes>java -classpath ".;C:\Users\Administrator\Desktop\test-overview-1.0-SNAPSHOT.jar;C:\Users\Administrator\Desktop\test-overview-1.1-SNAPSHOT.jar"  cn.codeleven.TestApp

I'm Test Library v1.0
只出现在1.1版本里


--------------------------  -verbose:class ----------------------------------------
[Loaded cn.codeleven.TestLibrary from file:/C:/Users/Administrator/Desktop/test-overview-1.1-SNAPSHOT.jar]
I'm Test Library v1.1
[Loaded cn.codeleven.Just1_1Version from file:/C:/Users/Administrator/Desktop/test-overview-1.1-SNAPSHOT.jar]
只出现在1.1版本里

所以引入两个一毛一样的库， JVM 只会根据找到的先后顺序来加载。但是，我们仍要注意，不同版本的库里面使用的类可能也不同，依赖的库也有所不同。
那有的小伙伴可能就问了，那我把所有包都塞进去不就好了吗？

如果开发人员手动把所有依赖都塞进去，常见的异常都是 NoSuchMethodException 。
- 举个例子，我现在把 A1_0.jar 和 A1_1.jar 的测试包都加入了项目，但是 A1_0.jar 依赖的是 B1_0.jar ， A1_1.jar 依赖的是 B1_1.jar ，当启动项目的时候可能就会出现 A1_1.jar 的类本来要使用 B1_1.jar 的类，但是因为顺序使用成了 B1_0.jar 的类，如果这个类因为版本原因少了一些重要的方法，那就会报 NoSuchMethodException ~
如果开发人员是通过 maven 导入依赖的，常见的异常包括 NoSuchMethodException 、 ClassNotFoundException 。因为 maven 会自动除掉相同的包~

Java系

👀JVM - ClassLoader